Blok karbon dioksida beku yang meluncur ke bukit pasir Mars mungkin telah mengukir selokan aneh di planet ini, meniru cara kerja makhluk hidup. Dalam percobaan laboratorium, para ilmuwan menciptakan kembali proses ini, menunjukkan bagaimana es sublimasi CO2 dapat meledak dan menembus pasir, membentuk parit dalam yang mirip dengan yang terlihat di Mars. Temuan ini mengungkapkan geologi yang kuat (…)

RisalahPos.com Network

Elemen terpapar supernova yang jauh dari inti bintang. Hasilnya membentuk kembali ide -ide tentang bagaimana bintang besar berkembang.

Menurut teori lama, bintang dibangun di lapisan seperti bawang, dengan masing-masing lapisan terdiri dari berbagai elemen yang tumbuh lebih berat ke arah inti. Sementara model ini diterima secara luas, secara langsung mengamati lapisan bintang yang lebih dalam hampir tidak mungkin.

Sampai sekarang.

Para astronom yang menggunakan Keck Observatory di Hawaii telah mengumpulkan data spektroskopi dari supernova yang pertama kali diidentifikasi oleh fasilitas transien Zwicky pada tahun 2021. Acara tersebut, yang ditunjuk SN 2021YF, terjadi 2,2 miliar tahun cahaya. Pengamatan Keck mengungkapkan silikon terionisasi, sulfur, dan argon, unsur -unsur yang belum pernah terdeteksi di supernova karena mereka biasanya tersembunyi di bawah lapisan luar.

Mengkonfirmasi dan menantang teori

Temuan ini mendukung beberapa prediksi teoretis tentang struktur bintang yang meledak tetapi juga menimbulkan tantangan baru.

Sangat ditetapkan bahwa bintang -bintang besar melepaskan materi dari lapisan luar mereka saat mereka mendekati titik runtuh menjadi supernova. Proses ini telah didokumentasikan berkali -kali, dan data baru mengkonfirmasi lagi. Namun, SN 2021YF tampaknya telah kehilangan jauh lebih banyak material daripada bintang mana pun yang diamati sebelumnya, meninggalkan para astronom untuk mempertimbangkan kembali seberapa ekstrem proses pengupasan ini.

Pengamatan disajikan dalam makalah baru berjudul “Situs Formasi Kosmik Silikon dan Sulfur Terungkap oleh Jenis Baru Ledakan Supernova. ” Penulis utama adalah Steve Schulze, seorang rekan peneliti di Universitas NorthwesternPusat eksplorasi dan penelitian interdisipliner dalam astrofisika (Ciera).

“Ini adalah pertama kalinya kami melihat bintang yang pada dasarnya dilucuti ke tulang,” kata penulis utama Schulze. “Ini menunjukkan kepada kita bagaimana bintang terstruktur dan membuktikan bahwa bintang dapat kehilangan banyak materi sebelum mereka meledak. Mereka tidak hanya dapat kehilangan lapisan terluar, tetapi mereka dapat sepenuhnya dilucuti sampai ke inti dan masih menghasilkan ledakan yang brilian yang dapat kita amati dari jarak yang sangat, sangat jauh.”

Ketika astronom mempelajari supernova, sinyal yang paling menonjol biasanya berasal dari unsur -unsur cahaya seperti hidrogen dan helium. Jika lapisan luar ini telah dilucuti, tanda tangan karbon, oksigen, neon, dan magnesium juga dapat terlihat. Kerang yang lebih dalam, yang mengandung unsur -unsur yang lebih berat seperti silikon, sulfur, dan argon, umumnya tetap tersembunyi dari pandangan.

Selama beberapa dekade, teori bintang telah menggambarkan bintang besar sebagai terstruktur dalam lapisan konsentris, seperti cincin bawang. Data Keck baru memberikan konfirmasi yang mencolok dari model ini. Dengan mengungkapkan komposisi batin bintang tepat sebelum ledakannya, pengamatan ini menawarkan bukti paling jelas namun dalam dukungan langsung dari struktur berlapis yang diprediksi oleh teori.

Kehilangan massa yang tidak terduga

Namun, pengamatan juga menimbulkan tantangan. Para astrofisika tahu bahwa bintang -bintang besar mengeluarkan materi sebelum meledak sebagai supernova. Gelombang kejut dari materi yang dikeluarkan berinteraksi dengan media di sekitarnya, memanaskannya dan menciptakan tanda tangan cahaya yang dapat diamati. Tapi SN 2021YF pasti telah mengeluarkan lebih banyak material daripada yang mungkin, karena dilucuti ke intinya.

“Acara ini secara harfiah terlihat seperti tidak ada yang pernah dilihat siapa pun sebelumnya,” tambah Adam Miller, asisten profesor fisika dan astronomi di Northwestern dan penulis senior dalam penelitian ini. “Bintang ini memberi tahu kita bahwa ide dan teori kita tentang bagaimana bintang berevolusi terlalu sempit. Bukannya buku teks kita salah, tetapi mereka jelas tidak sepenuhnya menangkap semua yang dihasilkan di alam. Pasti ada jalur yang lebih eksotis bagi bintang besar untuk mengakhiri kehidupannya yang belum kita pertimbangkan.”

Bintang -bintang besar memiliki kekuatan untuk menggabungkan unsur -unsur yang lebih ringan ke dalam elemen yang lebih berat dalam suatu proses yang disebut nukleosintesis. (Tanpa nukleosintesis bintang, satu -satunya elemen di alam semesta adalah yang diciptakan selama Big Bang.) Sepanjang kehidupan fusi, bintang besar membakar elemen -elemen yang lebih ringan seperti hidrogen dan helium di cangkang luarnya, sementara pada intinya ia membakar elemen yang lebih berat secara berturut -turut di lapisan yang lebih dalam. Akhirnya, bintang berakhir dengan inti besi. Besi tidak dapat dibakar untuk melepaskan lebih banyak energi, jadi setelah inti didominasi oleh besi, fusion hampir berhenti. Tanpa tekanan luar dari fusi, bintang itu runtuh dengan sendirinya dan meledak sebagai supernova.

Melihat lapisan tersembunyi

Astrofisika telah mengamati lapisan helium, karbon, dan oksigen pada bintang yang meledak sebelumnya, yang terlihat setelah bintang telah mengeluarkan lapisan luar hidrogen. Dengan mengamati silikon, belerang, dan argon, itu berarti bahwa bintang ini telah mengeluarkan tidak hanya lapisan helium luarnya, tetapi juga lapisan lain. Ini kemungkinan terjadi dalam beberapa episode daripada sekaligus.

“Bintang mengalami ketidakstabilan yang sangat kuat,” kata Schulze. “Ketidakstabilan ini sangat kejam sehingga mereka dapat menyebabkan bintang berkontraksi. Lalu, tiba -tiba membebaskan begitu banyak energi sehingga menumpahkan lapisan terluarnya. Ia dapat melakukan ini beberapa kali.”

Alex Filippenko adalah profesor astronomi di UC Berkeley dan rekan penulis kertas. Dia kebetulan bekerja dengan Keck ketika SN 2021yf ditemukan, dan dengan cepat berputar untuk menangkap spektrumnya dengan Lris Keck. “Sangat menyenangkan menemukan kelas baru bintang yang meledak, terutama yang memberikan konfirmasi tentang beberapa teori kami tentang bagaimana bintang besar berkembang seiring waktu namun juga mengungkapkan teka -teki baru yang menarik,” kata Filippenko. “Sangat beruntung bahwa tim saya menggunakan teleskop Keck I pada malam SN 2021yfj ditemukan – kami dapat memperoleh spektrum yang secara langsung mengarah pada kesadaran bahwa ini adalah jenis supernova baru yang sangat istimewa. Peluang semacam ini jarang!”

Menuju jenis supernova baru

Silikon, sulfur, dan argon di bintang itu tidak selalu ada. Elemen -elemen ini diciptakan melalui nukleosintesis di bagian dalam bintang saat mendekati akhir hidupnya.

“Bintang ini kehilangan sebagian besar bahan yang diproduksi sepanjang masa hidupnya,” kata Schulze. “Jadi, kita hanya bisa melihat materi yang terbentuk selama bulan -bulan tepat sebelum ledakannya. Sesuatu yang sangat kejam pasti terjadi pada hal itu.”

Pertanyaan itu adalah inti dari penemuan ini. Apakah SN 2021yfj jenis supernova baru yang ditentukan oleh proses baru yang kuat yang melucuti lapisan luarnya? Beberapa penjelasan yang dipertimbangkan tim adalah interaksi dengan bintang pendamping, angin bintang yang tidak biasa dan sangat kuat, dan letusan besar yang mendahului ledakan supernova.

Memikirkan kembali ledakan bintang

“Bintang besar dapat kehilangan sejumlah besar massa kelahiran mereka melalui angin bintang, letusan, dan interaksi dengan bintang pendamping,” tulis para peneliti dalam makalah mereka. Kehadiran helium dalam bahan circumation bintang ini membingungkan, karena helium biasanya dikeluarkan lebih awal dalam proses SN. “Karena bintang-bintang besar cenderung hidup dalam sistem biner, mungkin tidak terlalu tidak mungkin memiliki teman bintang helium dengan angin kencang,” tulis mereka. Ini bisa menjelaskan helium.

Para peneliti berpikir bahwa penjelasan yang paling mungkin adalah bahwa bintang besar ini hanya merobek dirinya sendiri. Inti bintang bintang besar berada di bawah tekanan gravitasi yang intens yang meningkatkan suhu inti mereka sampai fusi nuklir dinyalakan kembali, menghasilkan ledakan yang kuat. Ledakan itu meledakkan lapisan luar bintang. Prosesnya berulang, dan setiap kali itu terjadi, lebih banyak material dikeluarkan sampai inti yang lebih dalam terlihat.

Supernova diklasifikasikan menurut spektroskopi, dan klasifikasi berpusat pada hidrogen. Tipe 1 menunjukkan helium tetapi tidak ada hidrogen dan tipe 2 menunjukkan hidrogen. Lalu ada sub-tipe di bawah masing-masing klasifikasi berdasarkan garis spektral lainnya. Urutan sub-tipe berlabel mencerminkan jumlah pengupasan dalam bintang progenitor.

Pertama jenisnya

“Pengamatan kami … menyarankan bahwa SN 2021YFJ memang merupakan contoh pertama dari tipe Ien SN,” tulis para peneliti dalam makalah mereka. Ini adalah tipe baru yang tidak memiliki garis dari hidrogen atau helium, dan sebaliknya didominasi oleh garis emisi dari silikon, belerang, dan argon yang sangat terionisasi.

Karena hanya ada satu contoh jenis ini, masih ada banyak pertanyaan. Seperti yang sering terjadi dalam astronomi, dataset yang lebih besar kemungkinan akan mengarah pada beberapa jawaban.

“Sementara kita memiliki teori tentang bagaimana alam menciptakan ledakan khusus ini,” Miller berkata, “Saya tidak akan bertaruh hidup saya bahwa itu benar, karena kami masih hanya memiliki satu contoh yang ditemukan. Kami masih belum sepenuhnya memahami bagaimana alam menciptakan ledakan khusus ini. Bintang ini menggarisbawahi kebutuhan untuk mengungkap lebih banyak supernova langka ini, sehingga kami dapat terus mempelajari mereka.” ””

Referensi: “Situs bentuk kosmik silikon dan sulfur yang diungkapkan oleh jenis baru ledakan supernova” oleh Steve Schulze, Avishay Gal-Yam, Luc Dessart, Adam A. Miller, Stan E. Wowley, Yi Yang, Matia, Ofer Yaron, Jesper Soveriman, Alexeei v. Philippenki, K-C-Coveriman, Philippenko, Keachiel. Ragnhild lunnan, Nikhil Sariin, Sean J. Brennan, Thomas G. Bruch, Rachel J. Bruch, Ping Chen, Kastav K. Gangopahyayy, Ido Irani, Anders Jerksstrand, Nikola Knezevic, Doron Kushnir, Keichi Maeda, Kate Maguire, Eran Ofek, Conor MB Omand, Yu-Jing Qin, Yashvi Sharma, Kota Tawny, Gokul P. Srinivasaragavan, Nora L. Strothjohann, Yuki Takei, Eli Waxman, Lin Yan, Yohan Yao, Weikang Zheng, Erez A. Zimmerman, Eric C. Bellm, Michael W. Coughlin, Frank. J. Masci, Joshua Purdum, Mickael Rigault, Avery Wold dan Shrinivas R. Kulkarni, 3 September 2024, Arxiv.
Doi: 10.48550/arxiv.2409.02054

Diadaptasi dari artikel yang awalnya diterbitkan di alam semesta hari ini.

Jangan pernah melewatkan terobosan: Bergabunglah dengan buletin ScitechDaily.

Siput kecil dengan cangkang bergaya kubus, dinamai Picasso, menjelaskan keanekaragaman hayati yang belum ditemukan dan semakin hilangnya habitat di Asia Tenggara. Mereka mengatakan kecantikan ada di mana -mana, jika kita memiliki mata untuk dilihat. Untuk satu tim ilmuwan, itu mengungkapkan dirinya dalam siput kecil 3 milimeter. Sambil mensurvei keanekaragaman hayati siput di Asia Tenggara, seorang internasional (…)

RisalahPos.com Network